§ 15. Мышцы тела человека

Определения и обозначения

Скелетная мышца — орган, который прикрепляется к костям и обеспечивает движения тела. Она состоит не только из мышечной ткани: в неё входят соединительная ткань, кровеносные сосуды и нервы. Соединительная ткань поддерживает и объединяет части мышцы, сосуды приносят необходимые вещества, а нервы передают сигналы. Поэтому мышца может сокращаться и работать как часть целого организма.

Мышечное волокно — вытянутая клетка мышечной ткани, способная сокращаться. Волокна собраны в пучки, чтобы множество клеток могло действовать согласованно. При сокращении волокон укорачиваются и развивают усилие. Именно работа волокон позволяет мышце менять свою длину.

Сухожилие — плотная соединительная ткань, с помощью которой мышца обычно прикрепляется к кости. Оно прочно соединяет мышцу со скелетом и передаёт возникающее при сокращении усилие. Если бы мышца не была связана с костью, её сокращение не смогло бы переместить части скелета.

Мышцы-антагонисты — мышцы, выполняющие противоположные движения в суставе, например сгибание и разгибание. Одна мышца может согнуть конечность, а другая — разогнуть её. Такое разделение нужно потому, что мышца при сокращении тянет, но не толкает кость обратно.

Как это устроено

У мышцы есть несколько уровней строения. Отдельные мышечные волокна объединяются в пучки, а пучки окружены соединительной тканью. В целом органе также проходят сосуды и нервы. Такая организация поддерживает волокна, обеспечивает их необходимыми веществами и позволяет нервной системе управлять их работой.

Мышца обычно прикрепляется к кости сухожилием, потому что сама мышечная ткань не образует такого прочного соединения со скелетом. Плотная соединительная ткань сухожилия выдерживает натяжение и передаёт усилие от мышцы к кости. Когда мышца сокращается, натяжение через сухожилие воздействует на место прикрепления. Так работа мышечных волокон становится движением частей скелета.

Многие мышцы пересекают сустав и прикрепляются к костям по разные его стороны. При сокращении такая мышца укорачивается и тянет кость, к которой прикреплена; кость поворачивается относительно другой кости в суставе. Мышца не может активно удлиниться и толкнуть кость, поэтому для обратного движения требуется тяга с другой стороны. Сустав задаёт место и направление возможного движения.

Противоположные движения обычно выполняет пара мышц-антагонистов. При сгибании локтя бицепс сокращается, а трицепс расслабляется; при разгибании трицепс сокращается, а бицепс расслабляется. Переключение их работы позволяет конечности двигаться в обоих направлениях. Слаженность сокращения и расслабления делает движение управляемым, а нервная система посылает мышцам необходимые сигналы.

Мышцы головы, туловища и конечностей различаются расположением и задачами. Мышцы головы участвуют, например, в жевании и мимике, а мышцы шеи двигают и удерживают голову. Мышцы туловища помогают сохранять положение тела и наклонять корпус. Мышцы рук и ног обеспечивают разнообразные движения конечностей, поэтому их работа связана с большим числом суставов.

Основные группы скелетных мышц и их действия

В таблице группы мышц соотнесены с их расположением и основными действиями. Она помогает увидеть, что мышцы разных частей тела выполняют неодинаковые задачи. Примеры движений показывают общую роль группы, а не перечисляют все возможные действия каждой мышцы.

Разбор задач

Задача 1. При сгибании руки в локте бицепс укорачивается. Определите, что происходит с его длиной и какую роль выполняет мышца.

1. В условии сказано, что бицепс укорачивается, значит, он сокращается.
2. Бицепс прикреплён к костям по разные стороны локтевого сустава. При сокращении он тянет кость предплечья и помогает согнуть руку.
3. Следовательно, длина бицепса уменьшается, а его роль — создать тягу, которая вызывает движение в локте.

Ответ. Бицепс укорачивается и тянет предплечье, участвуя в сгибании руки. Он не толкает кость, а перемещает её за счёт тяги.

Задача 2. Назовите мышцы-антагонисты, участвующие в сгибании и разгибании руки в локтевом суставе, и объясните их работу.

1. Нужно найти мышцы, которые действуют на один сустав в противоположных направлениях. При сгибании локтя сокращается бицепс, а трицепс расслабляется.
2. При разгибании соотношение меняется: трицепс сокращается и тянет предплечье, а бицепс расслабляется.
3. Значит, эти мышцы являются антагонистами, а изменение их активности позволяет руке двигаться в обе стороны.

Ответ. Антагонисты при движениях в локте — бицепс и трицепс. Для сгибания сокращается бицепс, для разгибания — трицепс.

Задача 3. Мышца прикреплена к двум костям, пересекающим сустав. Объясните, как её сокращение может вызвать движение, и почему для возврата конечности требуется работа другой мышцы.

1. Сначала проследим путь усилия: мышца сокращается и натягивает сухожилия в местах прикрепления к костям.
2. Так как мышца пересекает сустав, тяга перемещает одну кость относительно другой и вызывает движение конечности.
3. Сама мышца не может толкнуть кость в обратном направлении. Поэтому возврат обычно обеспечивает мышца-антагонист, которая тянет кость с противоположной стороны сустава.

Ответ. Сокращение мышцы создаёт тягу и перемещает кость через сустав. Для обратного движения обычно сокращается другая мышца, действующая как антагонист.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что мышца толкает кость. Так можно подумать, наблюдая, как конечность движется в разные стороны, но мышца при сокращении только укорачивается и тянет. Проверьте себя: представьте, что мышца связана с костью сухожилием, и проследите, куда направлено натяжение. Для обратного движения требуется другая тяга.

Ошибка: путать мышечное волокно с сухожилием. Оба понятия связаны с мышцей, поэтому их иногда смешивают. Волокно — клетка мышечной ткани, способная сокращаться, а сухожилие — плотная соединительная ткань между мышцей и костью. Проверьте себя вопросом: какая часть сокращается, а какая передаёт тягу скелету?

Ошибка: полагать, что одна мышца выполняет и сгибание, и разгибание сустава. Поскольку конечность может двигаться в обе стороны, кажется, что за оба движения отвечает одна мышца. Однако сокращающаяся мышца тянет кость только в одном направлении, а противоположное движение обычно обеспечивают мышцы-антагонисты. Проверьте себя: назовите, какая мышца сокращается при каждом из двух движений.

Ошибка: считать, что скелетная мышца состоит только из мышечных волокон. Волокна заметнее всего связаны с сокращением, поэтому остальные части органа легко упустить. В мышце также есть соединительная ткань, сосуды и нервы: они поддерживают её, обеспечивают кровью и передают сигналы. Проверьте себя, перечислив, что нужно мышце для опоры, питания и управления.

Связь с другими темами

Чтобы понять движение, нужно знать, как устроены скелет и суставы: кости служат рычагами, а суставы позволяют им перемещаться. Работа мышц связана с нервной системой, которая управляет сокращениями. Эти знания пригодятся при изучении осанки, физической нагрузки и утомления мышц. Понимание роли мышц и суставов также помогает осознанно относиться к профилактике травм.

Что запомнить

• Скелетная мышца — орган опорно-двигательной системы.
• Мышечные волокна объединяются в пучки.
• Сухожилия прикрепляют мышцы к костям.
• Сокращаясь, мышца укорачивается и тянет кость.
• Мышцы не толкают кости.
• Мышцы-антагонисты обеспечивают противоположные движения.
• Движение возникает благодаря согласованной работе мышц и суставов.